建设通用技术试验室提高物理师范生的技术素养

肖　利，刘　慧，赵　敏

(吉林师范大学,吉林 四平　136000)



建设通用技术试验室提高物理师范生的技术素养

肖利，刘慧，赵敏

(吉林师范大学,吉林 四平136000)

吉林师范大学物理实验教学中心是国家级示范中心。为了解决高中通用技术教师短缺问题，培养物理与技术“双师型”教师，提高物理师范生的技术素养，2012年投资建设了通用技术试验室。阐述了通用技术试验室建设的背景与意义、建设的思想与原则、建设的内容与功能，同时介绍了近期所取得的建设成果。

通用技术试验室；师范生；技术素养；建设成果

1　建立通用技术试验室背景与意义

我国普通高中新一轮课程改革中增设一门通用技术课程，该课程是一门注重创造的课程，是通过技术思想和方法的应用及实际问题的解决,为学生展示创造力提供广阔的舞台,是培养学生创新精神和实践能力的重要载体和有效途径。通过通用技术课程的学习使学生能更加理性的看待技术，以更为负责、更有远见、更具道德的方式使用技术，以更亲近技术的情感、积极探究的姿态和一定的科学精神广泛的参与社会，参与社会对技术的决策，参与技术创新的实践，提高学生技术素质[1]。目前，专门培养通用技术教师的师范院校尚不多见，且培养师资的数量有限，远满足不了较大市场需求(全国所需专职通用技术教师数量约1.5万)，需由其他专业教师转型填充之不足。据不完全统计[2]，目前部分省市高中通用技术教师队伍中有物理专业背景的教师大约占40%左右，这主要由于物理教师的学科教学知识与通用技术教师的学科教学知识具有密切相关性，相对其他专业而言，高师物理学专业在通用技术教师培养方面有着得天独厚的优势。针对以上情况，吉林师范大学物理学院将高师物理专业与通用技术专业进行了整合，制定了物理与技术“双师型”教师培养方案，它是解决通用技术教师短缺最有效、最经济和最实用的途径[3]。双师型教师既要具有良好的科学素养，又要具有一定的技术素养。提高师范生技术素养，必须让学生亲历技术设计、技术试验、技术制作、技术探究等实践活动，建立通用技术试验室是实现这一目标的必要场所。

2　通用技术试验室建设原则

通用技术试验室既是学生学习使用工具和设备，进行材料、零部件加工，作品制作的场地，同时也是教师、学生科研，产品开发的基地。为了使通用技术试验室建设达到标准化、规范化和科学化要求，试验室的建设应遵循如下原则：

2.1通用、共享性原则

通用技术实验室建设不能过多专用和固化，要更广泛地体现通用性，为全学校师生有个性的教与学活动的开展留下生成的空间、提供必须的保障环境。在有效服务于培养物理与技术“双师型”教师的基础上，要因地制宜，要与中心其它实验室，如材料物理实验室、电工电子实验室、探究物理实验室、学生科技创新实验室的建设统筹兼顾，拓展实验室功能，避免重复建设，实现教学设施环境的优化组合与资源共享。如通用技术中的“强度试验”、“加载模拟试验”、“撞击试验”可以通过材料物理实验室中的万能实验机完成。

2.2经济、实用性原则

在通用技术试验室建设过程中，工具、器材、设备的配置要按照国家教学实验室标准化配置要求以及参考普通高中通用技术专用教室装备规范要求进行方案设计、招标采购、技术装配。同时要结合学校实际和课程所需，选择那些经济、实用、易操作的器材和工具，避免一味追求先进性，提高档次。在实验材料的选用方面，应考虑重复使用的材料，如一些积木、电子散件、套件、集成电路等；考虑身边熟悉、唾手可得的材料，如废拖把杆、废包装材料、废旧纸壳等。

2.3安全、环保性原则

通用技术试验室建设要注重安全、环保建设，保证学生身心健康发展。在具备良好的通风、空调、照明、网络通信等设施外，还应配备安全防火消防设备、红外报警器和安全监控系统。同时在一些存在安全隐患的地方增加安全标识，如“禁止带手套”、“必须戴护目镜”、“小心机械伤人”、“当心激光”、“此设备必须在教师的指导下运行”等[4]。对易产生危害气体和粉尘设备，如激光切割机、砂轮机、磨光机、电热丝切割器等应独立安装抽排风装置。要配备个人安全防护设施，如防护眼镜、防护面罩或口罩、防护服和耳朵保护罩等。

3　通用技术实践室建设内容与功能

吉林师范大学国家级物理实验教学示范中心在2012年建立了通用技术试验室，该试验室具有“技术设计、技术试验、技术制作、技术探究”等功能，技术设计主要作用是让学生针对技术问题进行多方案设计，培养学生的创造性思维和问题解决能力；技术试验主要作用是让学生亲历技术试验过程，初步掌握测量、加工、安装、调试等简单的技术操作技能，形成初步的技术试验能力[5]；技术制作的主要作用是为学生提供亲自动手的机会，经历技术方案的实现和物化的过程，促进学生动作技能的发展；技术探究主要作用是培养学生的探究精神。

3.1木工技术试验室

木工技术试验室的主要功能是让学生熟悉熟悉常用木工工具的名称、用途、规格、性能和操作方法；了解木工机械的工作性能，初步掌握木工机械操作技术；学会简单木制品的结合方法，为教具和模型制作打下木工技术基础。为此配置了各种常用量具和锛、刨、斧、锯、凿等加工工具，同时购置木工机床、线锯机、带锯机、砂盘砂带机、砂轮机等机械设备。能够满足学生在木工工艺方面的“技术设计、技术试验、技术制作、技术探究”要求和培养学生实验操作与技能、科学研究与创新能力，提高综合素质的教学目标。

3.2金工技术试验室

金工技术试验室的主要功能是让学生通过数控车床、铣刨床、脉冲点焊(碰焊)机、台式钻床、工具磨床等，初步掌握常用工具、量具的使用方法，能够独立完成简单的钳工工件的基本操作；掌握划线、锯割、锉削、钻孔、攻丝的方法；了解、熟悉一般机械加工工艺生产过程，对学生进行基本操作技能的训练；使学生了解机械零件的常用加工方法、所用主要设备的工作原理、工夹量具的使用以及安全操作技能。同时通过CNC精雕雕刻机、激光雕刻机、三维打印机等高尖端设备，了解快速成形技术、激光雕刻技术等。

该实验室使学生通过工程实践技能的训练，学习加工工艺知识，提高动手能力；促使学生养成勤于思考、勇于实践的良好作风和习惯;鼓励并着重培养学生的创新意识和创新能力；结合教学内容，注重培养学生的工程意识、产品意识、质量意识，提高其工程素质。

3.3电子控制技术试验室

电子控制技术试验室主要配置了传感器应用实验器，数字电路实验器，电磁继电器实验器和电子控制系统实验器。通过传感器应用实验使学生了解各种传统传感器的特性、发展前景。使学生初步掌握传感器系统的应用、开发的综合技术。经过数字电路实验训练，培养学生在数字电子技术方面的分析、设计、综合与创新的能力。通过电磁继电器实验，使学生掌握灯光控制电路、水位控制电路、温度控制电路、光电控制电路等控制电路的设计方法，提高学生的产品自主研发能力。通过控制系统实验，使学生了解自动控制系统及智能仪器的控制原理和控制方法，达到从事过程控制系统的分析、设计、运行及试验验证，培养学生分析问题和解决问题的工程综合能力。

4　通用技术试验室建设成效

在物理教育专业中为了培养物理与技术“双师型”教师，开设了诸如《技术设计基础》、《工具使用与模型制作》、《工程制图与CAD技术》等通用技术类课程，旨在培养师范生的技术素养。通用技术试验室是实现这一目标重要实践场所。在通用技术试验室学生亲历作品的设计、制作、交流评价等活动过程，形成技术素养，获得情感态度价值观。

4.1为师范生从事通用技术教学工作打下坚实的实践基础

根据物理与技术“双师型”教师人才培养方案，结合高中通用技术课程内容，开设了轨迹机器人、锥体上滚轮演示装置、水箱自动控制系统、简易电动机、电动汽车模型、力的分解演示器、摩擦起电机、电磁波的发射、接收装置、多功能几何光学演示器、人字梯、3D小屋、交通灯控制系统等20多项设计与制作的试验项目[6，7]。综合训练了学生技术设计与制作技能，提高了学生的综合能力，为他们从事高中通用技术教学工作打下坚实的实践基础。

4.2学生的教具制作技能和水平得到普遍提高

自制教具是物理师范生必备的一项技能。物理实验教具制作需要具有一定木材、金属、玻璃、朔料等加工技术、焊接技术、粘接技术和电子技术，通用技术试验室为提高他们的教具制作技能和制作水平提供了实践空间。通过通用技术试验的综合实训，学生的教具规划与设计能力、收集与处理能力、筛选与鉴别能力、整合能力、组织与协调能力、探究与解决问题能力和创造能力等得到普通提高，从而提高他们实验教学水平和能力。孙瑾泽同学利用自制教具“落球实验箱”讲授的自由落体运动在第五届 东芝杯·中国师范大学理科师范生教学技能创新大赛决赛中获得三等奖；宁爽同学利用利用自制教具“可控喷水器”成功演示大气压强实验，在全国第六届“立思杯”大学生与研究生物理教学技能大赛中获得一等奖。侯建宇同学的“平抛运动演示仪”在第七届“优利德杯”全国物理教学技能与自制教具竞赛中获得二等奖。

4.3为大学生科技创新活动提供了平台

开展科技创新活动，旨在培养大学生的创新思维和创新能力。通用技术试验室是开放式试验室，从时间和空间上为大学生科技创新活动提供了良好环境，从实训内容上为大学生科技创新活动提供了技术保障。2014年在国家、省、市、校各级各类形式的科技创新活动中取得了丰富成果。《两轮自平衡移动机器人的设计》、《物理师范生通用技术能力的训练研究》、《多功能LED时钟显示屏设计与制作》等大学生创新创业项目获国家级大学生创新创业训练计划项目；在中国大学生新材料创新设计大赛中获二等奖1项；在吉林省大学生电子设计竞赛中获一等奖2项；学生作品《恒科超硬材料有限责任公司商业计划书》在全国第九届“挑战杯”大学生创业计划竞赛中获铜奖；刘洋和张丽莹同学在2015年全国大学生物理实验竞赛中获得三等奖2项。

4.4为国培计划项目提供了有效服务

“中小学教师国家级培训计划”，简称“国培计划”，是教育部、财政部于2010年开始实施的旨在提高中小学教师特别是农村教师队伍整体素质的重要举措[8]。吉林师范大学国家级物理实验教学示范中心一直承担“国培计划”中农村中学物理骨干教师实验技能培训任务。在2014年和2015年共培训来自吉林省各地的农村一线初中物理教师200多人，我们充分利用通用技术试验室的仪器设备，对学员进行了加工技术、焊接技术、粘接技术、雕刻技术等方面的培训，极大地提高了学员的实验设计能力和教具制作水平。学员们根据自己教学实际亲自动手设计和制作物理演示实验教具。如浮力原理演示仪、浮沉子、压强流速关系演示仪、潜望镜、小孔成像、平面镜反射规律等。学员制作的教具贴近实际，效果好，实用强。通过成果展示，互相交流学习，学员的教学资源开发能力得以提高，学员开发的优秀教学资源得以推广。

[1]中华人民共和国教育部.普通高中技术课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.

[2]赵玉生，冯莉萍，李宗远.普通高中通用技术教师专业发展研究综述[J].吉林省教育学院学报，2012(2)：70-71.

[3]肖利,张頔,费金有,等.物理与技术“双师型”教师培养的可行性研究[J].物理教师，2015(1)：70-73.

[4]赵薇.北京市普通高中通用技术专用教室建设与管理现状分析[J].中国现代教育装备,2011,8(230):38-42.

[5]马淑平,李毅.数字化实验室的应用研究[J].中国现代教育装备,2012,14(150):46-47.

[6]周淑娴.重视物理实验中的演示实验[J].大学物理实验，1994(1)：33-37.

[7]金桂.大学物理实验教学探索与实践[J].大学物理实验，2015，28(4)：113-115.

[8]中华人民共和国教育部、财政部.关于实施“中小学教师国家级培训计划”的通知[Z].2010-06-21.

Constructing General Technical Laboratory and Improving theTechnicalQualityofPhysicalNormalStudents

XIAO Li,LIU Hui,ZHAO Min

(Jilin Normal University,Jilin Siping 136000)

JilinNormalUniversityphysicsexperimentteachingcenterisanationaldemonstrationcenter.Inordertosolvetheproblemoflackinggeneraltechnologyteachersofhighschool,cultivatephysicsandtechnology“DoubleTeachers”teachers,improvethetechnicalqualityofphysicalnormalstudents,in2012,theteachingcenterinvestedandconstructedtheGeneralTechnologyLaboratory.Itexpoundsthebackgroundandsignificanceoftheconstructionofthegeneraltechnologylaboratory,thethoughtandprincipleoftheconstruction,thecontentandfunctionoftheconstruction,meanwhile,introducestheresultsofrecentconstruction.

generaltechnicallaboratory；normalstudents；technicalliteracy；constructionresults

2016-03-07

2014年吉林省高等教育教学研究课题

1007-2934(2016)04-0109-04

G642.0

ADOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.004.033